机车电器基础知识-电器的电接触理论

触头的材料一、触头材料触头所采用的材料关系到触头工作的可靠性，尤其是对触头磨损影响甚大。根据各种电器的任务和使用条件的不同，对触头材料性能的要求亦不同，一般要求如下：(1)电气性能：要求材料本身的电阻系数小，接触电阻小且在长期工作中能保持稳定。要求生弧的最小电流大和最小电压高，电子逸出功及游离电位大。(2)热性能：要求熔点高，导热性好，热容量大。(3)机械性能：要有适当的强度和硬度，耐磨性好。(4)化学性能：要具有很好的化学稳定性，在常温下不易氧化，或者氧化物的电阻尽量小，耐腐蚀。此外，还要考虑材料的可加工性能好，价格便宜，经济适用。但实际上是不可能同时满足以上各项要求的，而只能根据触头的工作条件及负荷的大小，满足其主要的性能要求。触头材料分为三大类1.纯金属2.合金3.金属陶冶材料(1)银：银是高质量的触头材料，具有高的导电和导热性能。银在常温下不易氧化，其氧化膜能导电，在高温下易分解还原成金属银。银的硫化物电阻率很高，在高温时也进行分解。因此，银触头能自动清除氧化物，接触电阻低且稳定，允许温度较高。银的缺点是熔点低，硬度小，不耐磨。由于银的价格高，一般仅用于继电器和小功率接触器的触头或用于接触零件的电镀覆盖层。(2)铜：铜是广泛使用的触头材料，导电和导热性能仅次于银。铜的硬度较大，熔点较高，易加工，价格较低。铜的缺点是易氧化，其氧化膜的导电性很差，当长时间处于较高的环境温度下，氧化膜不断加厚，使接触电阻成倍增长，甚至会使电流通路中断。因此，铜不适用于作非频繁操作电器的触头材料，对于频繁操作的接触器，电流大于150A时，氧化膜在电弧高温作用下分解，可采用铜触头，并做成单断点指式触头，在触头分、合过程中有研磨过程，以清除氧化铜薄膜。一、纯合金材料(3)铂：铂是贵金属，化学性能稳定，在空气中既不生成氧化物，也不生成硫化物，接触电阻非常稳定，有很高的生弧极限，不易生弧，工艺性好。铂的缺点是导电和导热性能差，硬度低，价格昂贵。因此，不采用纯铂作为触头材料，一般用铂的合金作小功率继电器的触头。(4)钨：钨的熔点高，硬度大，耐电弧，钨触头在工作过程中几乎不会产生熔焊。但是，钨的导电性能较差，接触电阻大，易氧化，特别是与塑料等有机化合物蒸汽作用(例如在封闭塑料外壳内的钨触头)，生成透明的绝缘表面膜，而且此膜不易清除，加工困难。因此，除少数特殊场合(如火花放电间隙的电极)外，一般不采用纯钨做触头材料，而与其它高导电材料制成陶冶材料。二、合金材料由于纯金属本身性能的差异，将它们以不同的成分相配合，构成金属合金或金属陶冶材料，使触头的工作性能得以改进。常用的合金材料有银铜、银钨、钯铜、钯铱等。(1)银铜合金：适当提高银铜合金的含铜量，可提高其硬度和耐磨性能。但是，含铜量不宜过高，否则，会和铜一样易于氧化，接触电阻不稳定。银铜合金熔点低，一般不用作触头材料，主要用作焊接触头的银焊料。(2)银钨和钯铜：银钨和钯铜都有较高的硬度，比较耐磨，抗熔焊。有时用于小功率电器及精密仪器仪表中。(3)钯铱合金：钯铱合金使用较广泛，铱有效地提高了合金的硬度、强度及抗腐蚀能力。二、金属陶瓷材料金属陶冶材料是由两种或两种以上的彼此不相熔合的金属组成的机械混合物，其中一种金属有很高的导电性(如银、铜等)，作为材料中的填料，称为导电相，另一种金属有很高的熔点和硬度(如钨、镍、钼、氧化镉等)，在电弧的高温作用下不易变形和熔化，称为耐熔相，这类金属在触头材料中起着骨架的作用。这样，就保持了两种材料的优点，克服了各自的缺点，是比较理想的触头材料。常用的金属陶冶材料有银一氧化镉、银一氧化铜、银一钨、银一石墨等。(1)银一氧化镉：导电性能和导热性能好，抗熔焊，耐电磨损，接触电阻低且稳定，特别是在高温电弧的作用下，氧化镉分解为氧气和镉蒸汽，能驱使电弧支点迅速移动，有利于吹灭电弧，故称银一氧化镉触头具有一定的自灭弧能力。此外，它的可塑性好，且易于加工。因此，它是一种较为理想的触头材料，广泛用于大、中容量的电器中。(2)银一氧化铜：与银一氧化镉相比，耐磨损，抗熔焊性能好，无毒，在高温下触头硬度更大，使用寿命长，价格便宜。试验结果表明，银一氧化铜触头比银一氧化镉触头在接触处具有更低且稳定的接触电压降，导电性能更好，发热情况较轻，温升较低。因此，近年来银一氧化铜材料得到了广泛的应用。(3)银一钨：具有银的良好的导电性，同时，又具有钨的高熔点、高硬度、耐电弧腐蚀、抗熔焊、金属转移小等特性，常用作电器的弧触头材料。随着含钨量的增加，其耐电弧腐蚀性能和抗熔焊性能也逐渐提高，但其导电性能下降。银一钨的缺点是接触电阻不稳定，随着开闭次数的增加，接触电阻增大，其原因在于分断过程中，触头表面产生三氧化钨、钨酸银等电阻率高的薄膜。(4)银一石墨：导电性好，接触电阻低，抗熔焊，耐弧能力强，在短路电流作用下也不会熔焊，其缺点是电磨损大。四、电接触新材料的发展电器新产品的开发在很大程度上依赖于电工绝缘材料和电工合金的新发展，新材料的应用使电工产品的单机输出功率大大提高、功耗降低，同时极大地缩小体积、减轻重量，也改善和提高了产品的性能，甚至可以美化外观造型。电器制造技术的发展以“磁性材料、绝缘材料和电接触材料”三种特种材料为基础。为提高我国发电机单机容量，开发高效节能的电机、电磁开关等电工产品的需要，先后研制成功的“高磁感应低铁损冷轧取向硅钢片、特种硅钢片、电工纯铁、高磁能稀土永磁”等磁性材料和“聚酰亚胺玻璃纤维塑料、氨基玻璃纤维塑料、酚醛注射塑料、三聚氰胺改性酚醛塑料”等高分子绝缘材料，促进了高低压电器与仪表更新换代产品的开发研制。由于电接触材料已成为现代科学技术和工业发展不可缺少的重要材料，国外特别重视电接触复合材料，其发展方向主要是“合金多元化、复合多元化、超小型化和性能综合化”，如“粒状强化（粉末冶金）、弥散强化、纤维增强和层状复合材料”，其中的“层状复合材料”应用广泛。触头的接触电阻一、接触电阻的产生图示为一段完整的导体，通以电流I，用电压表测量出其AB长度上的电压降为U，则AB段导体的电阻为如果将此导体截断，仍通以原来的电流，测得AB两点之间的电压降为UC

，UC比U大得多，AB点之间的电阻为RC除含有该段导体材料的电阻R外，还有附加电阻Rj，即RC=R+Rj

附加电阻为收缩电阻与表面膜电阻之和，是由于接触层之间直接产生的电阻，故称附加电阻Rj为接触电阻。动静触头接触时同样也存在接触电阻。二、触头的分类构成Rj的原因：收缩电阻Rk：实际接触面积减小，电流线在接触面附近发生了收缩。表面膜电阻Rf：接触表面可能被一些导电性能很差的物质（如氧化物）覆盖。Rj=Rk+Rf接触电阻包括收缩电阻和表面膜电阻。1．收缩电阻接触处的表面无论经过多么细致的加工处理，从微观角度分析，其表面总是凹凸不平的，它们不是整个面积接触，而是只有若干小的突起部分相接触，如图所示，实际接触面积比视在接触面积小得多。当电流通过实际接触面积时，电流只从接触点上通过，在这些接触点附近，迫使电流线发生收缩。由于有效接触面积(即实际接触面积)小于视在接触面积，由此产生的附加电阻称为收缩电阻。电流线收缩三、触头接触面形式的选择收缩电阻R

k导体截面为S，切开前，电流均匀分布。切开后，接触处的表面不可能是理想的平面，尽管经过精加工，总多少有些宏观不平，波纹起伏。实际上，两个接触面实际只是几个小块面积相接触.经过加工的金属表面的情况示意图（放大）接触面接触情况示意图接触面放大图形在每块小面积内，实际上又只有几个小的突起部分相接触这些互相接触的小突起部分称为接触点。电流流经接触表面时，从截面尺寸较大的导体转入面积很小的接触点，在此情况下，电流线发生剧烈收缩。收缩电阻R

k

：由电流收缩现象所呈现的电阻。由于接触点数目不止一个，所以整个接触面的收缩电阻为各个接触点收缩电阻的并联值。电流收缩现象对于点、线、面三种接触形式，它们各自的特点和适用场合如下：1．点接触点接触触头是指两个导体只在一点或者很小的面积上发生接触的触头(如球面对球面，球面对平面)。触头间是“点”与“点”的接触。在同样的触头压力下，它的单位压力大，因此，可得到较小的接触电阻。但其散热条件差，用于大电流是不合适的。同时，点接触的机械强度较弱，只适用于开断负荷小的触头。如多用于10A以下的继电器，以及，接触器和自动开关的联锁触头等，一般控制电路的触头都采用点接触形式。由于接触面积小，保证其工作可靠性所需的接触互压力也较小。三、触头的特点及使用场合三、触头的特点及使用场合2．面接触面接触是指两个导体有着较广的表面发生接触(如平面对平面)。其接触面积和触头压力均较大。由于其触头在开闭过程中接触面间无相对滑移，不能清除氧化膜等高电阻物质，所以在此种触头面上需嵌上贵重的银片。而且面接触的接触电阻很不稳定，当外界对接触面稍有一些破坏或者装配不当，都会使接触电阻大大增加。所以此种形式应用较少，仅用于大电流，接触压力大的场合，如固定母线接触、大容量的接触器和断路器的主触头。闸刀开关常采用面接触的形式。三、触头的特点及使用场合3．线接触线接触是指两个导体沿着线或较窄的面积发生的接触(如圆柱对圆柱、圆柱对平面)。在同一压力条件下，线接触的接触电阻比前两种较低。其原因是触头的压力强度和实际接触面得到了适当配合。面接触的接触点虽较多，但压力强度小，点接触的压力强度虽高，但接触点少，因此它们的接触电阻都比线接触情况大。线接触容易做到触头间有滑动和滚动，从而使触头的工作条件得到改善；线接触触头的制造、调整、装配均比较方便，因而得到广泛的采用。常用于几十安至几百安电流的中等容量的电器，如接触器、自动开关及高压开关电器的主触头。触头实现电联接，一般采用触头弹簧压紧，压力较小，并考虑到装配检修的方便和工作可靠，多采用点接触或线接触的形式。在近代高压断路器和低压自动开关中，有的采用多个线接触和点接触并联使用，以减小接触电阻，使得工作可靠，制造检修方便。四、触头的超程触头的超程是指触头对完全闭合后，如果将静触头移开，动触头在触头弹簧的作用下继续前移的距离r，如图所示。触头超程是用来保证在触头允许磨损的范围内仍能可靠地接触。一般在计算时选取超程r=(0.6—0.8)t，式中t为新触头的厚度。但应指出，超程不宜取得过大，因为当超程大时，在一定的吸力情况下，触头的初压力相应要小些。而初压力小，对减小触头振动是不利的。触头的参数

（a）断开状态；

（b）刚接触时；

（c）闭合状态。五、触头的压力1、触头的初压力：触头闭合后，其接触处有一定的互压力，称为触头压力。触头压力是由触头弹簧产生的。触头弹簧有一预压缩，使得动触头刚与静触头接触时就有一互压力F0，称为触头初压力，它是由调节触头弹簧预压缩量来保证的。初压力可以降低触头闭合过程的振动。2．触头终压力：动、静触头闭合终了时，触头间的接触压力称为终压力FZ。它是由触头弹簧最终压缩量来决定的。它使触头闭合时的实际接触面积增加，使闭合状态时的接触电阻小而稳定。六、触头的研距动触和静触头接触过程中，触头接触表面既有滚动，又有滑动，这种滚动和滑动称为触头的研磨过程。由研磨所产生的距离称为研距。为了保证触头工作时有良好的电接触，一般线接触触头开闭过程的起止点不重合，且有一定距离。研距是触头开闭过程中动静触头间滚动量与滑动量之和。如图所示，动、静触头开始接触时，其接触线在a点处，在触头闭合过程中，接触线逐渐移动，最后停在b点处接触，以导通工作电流。由于在动触头上的ab和静触头上的长度不一样，因此，在两者接触过程中，不仅有相对滚动，而且有相对滑动存在，整个接触过程称为触头的研磨过程。触头的研磨过程及研距触头表面有滑动，可以擦除触头表面的氧化层及脏物，减小接触电阻，使触头有良好的电接触。触头表面有滚动可以使触头在闭合时的撞击处与最后闭合位置的工作点之间，以及开断电路时产生电弧处与闭合位置的工作点分开，保证正常工作的接触线不受机械撞击与电弧的破坏作用，保证触头接触良好。触头的开距、超程、初压力和终压力都是必须进行检测的重要参数。在电器的使用和维修中常用这些参数来反映触头的工作情况及检验电器的工作状态。触头有四种工作情况：1．触头处于闭合状态触头处于闭合状态时的主要任务是保证能通过规定的电流，且触头温升不超过允许值，主要问题是触头的发热及热稳定性和电动稳定性，触头的发热是由接触电阻引起的，故应设法减小接触电阻。2．触头闭合过程从动、静触头刚开始接触到触头完全闭合，由于会发生振动，使它不是一次接触就能闭合，而是有一个过程的，这个过程称为触头的闭合过程。由于触头在闭合过程中会因碰撞而产生机械振动，因此这个过程的主要问题是减小机械振动，从而减小触头的磨损，避免触头熔焊。六、触头的工作情况3．触头处于断开状态触头处于断开状态时，必须有足够的开距，以保证可靠地熄灭电弧和开断电路。4．触头的开断过程触头开断过程是触头最繁重的工作过程。一般可分三个阶段：第一个阶段是从触头完全闭合时起，到触头将开始分开为止；第二阶段是触头开始分开以后的一段时间；第三阶段是电路完全切断的过程。由于在触头开断电路时，一般会在触头间产生电弧，因此这个过程的主要问题是熄灭电弧，减小由电弧而产生的触头电磨损。触头的磨损一、触头磨损的原因触头在多次接通和断开有载电路后，它的接触表面将逐渐产生磨耗和损坏，这种现象称为触头的磨损。触头磨损达到一定程度后，工作性能失效，触头寿命终结。继电器和接触器的电寿命主要取决于触头的寿命。触头在多次接通和断开有载电路后，它的接触表面将逐渐产生磨耗和损坏，这种现象称为触头的磨损。触头磨损达到一定程度后，工作性能失效，触头寿命终结。继电器和接触器的电寿命主要取决于触头的寿命。还有一种触头熔接现象，产生于常温状态，通常称为“冷焊”。“冷焊”常常发在用贵金属材料(如金与金合金等)制成的小型继电器触点中。其原因为贵金属表面不易形成氧化膜，纯净的金属接触面在触头压力作用下，由于金属原子间化学亲和力的作用，使两个触头表面结合在一起，产生“冷焊”现象。由“冷焊”产生的触头间粘接力很小，但是在小型高灵敏继电器中，由于使触头分开的力也很小(一般小于9.8×10－2N)，不能把冷焊粘接在一起的触点弹开，常常出现触头粘住不释放的现象。触头的磨损主要取决于电磨损。电磨损主要发生在触头闭合和开断过程中，尤以触头开断过程中产生的电磨损为主。在触头闭合电流时产生的电磨损，主要是由于触头碰撞引起的振动所产生的，在触头开断电流时所产生的电磨损，主要是由高温电弧造成的。二、触头电磨损的形式触头在分断与闭合电路过程中，在触头间隙中产生金属液桥、电弧和火花放电等各种现象，引起触头材料的金属转移、喷溅和汽化，使触头材料损耗和变形，这种现象称为触头的电磨损。触头的电磨损形式：液桥的金属转移和电弧的烧损。触头的磨损主要取决于电磨损。电磨损主要发生在触头闭合和开断过程中，尤以触头开断过程中产生的电磨损为主。在触头闭合电流时产生的电磨损，主要是由于触头碰撞引起的振动所产生的，在触头开断电流时所产生的电磨损，主要是由高温电弧造成的。1．液桥的形成和金属转移触头开断时，在从触头完全闭合到触头刚开始分离的时间内，先是触头的接触压力和接触点数目逐渐减小，接触电阻越来越大，这样就使接触点的电流密度急剧增加，由此产生的热量促使接触处的金属熔化，形成金属液体滴。触头继续断开时，将金属液体滴拉长，形成液态金属桥，简称液桥。由于温度沿液桥的长度分布不对称，且其最大值是发生在靠近阳极的地方，因此，使金属熔液由阳极转移到阴极。实践证明，由于液桥的金属转移作用，经过很多次的操作后，触头的阳极因金属损耗而形成凹坑，阴极则因金属增多而形成针刺，凸出于接触表面。在弱电流电器(如继电器)中，液桥对触头的电磨损有着重要的影响。2．电弧对触头的腐蚀电弧对触头的腐蚀十分严重，电弧磨损要比液桥引起的金属转移高出5—10倍。当负荷电流超过20A，甚至达到几百或上千安时，电弧的温度极高，触头间距离又较大，一般都有电动力吹弧，再加上强烈的金属蒸气热浪冲击，往往把液态金属从触头表面吹出，向四周飞溅。这种磨损与小功率电弧的磨损是不同的，金属蒸气再度沉积于触头接触表面上的机率已大大减小，使触头阴、阳极都遭到严重磨损，由于阳极温度高于阴极，所以阳极磨损更为严重。减小触头的电磨损，提高触头的寿命，一般可从两方面着手，即减小触头在开断过程中的磨损和减小触头在闭合过程中的磨损。1．减小触头开断过程中的磨损，即减小触头在开断时的电弧，其方法如下：(1)合理选择灭弧系统的参数，例如磁吹的磁感应强度B。B值过小，吹弧电动力小，电弧在触头上停留时间较长，触头的电磨损增加；B值过大，吹弧电动力过大，会把触头间熔化的金属液桥吹走，电磨损也增加，因此，有一个最佳的B值，在该值下电磨损最小。三、减小触头磨损的方法三、减小触头磨损的方法(2)对于交流电器(如交流接触器)宜采用去离子栅灭弧系统，利用交流电流通过自然零点时不再重燃而熄弧，减小触头的电磨损。(3)采用熄灭火花的电路，以减小触头的电磨损。这种方法就是在弱电流触头电路中，在触头上并联电阻、电容，以熄灭触头上的火花。这种火花熄灭电路对开断小功率直流电路很有效。(4)正确选用触头材料。例如，钨、钼的熔点和汽化点高，因此，钨、钼及其合金具有良好的抗磨损特性，银、铜的熔点与汽化点低，其抗磨损性较差。2．减小触头闭合时的磨损触头闭合时的磨损主要是由于触头在闭合过程中的振动所引起的，因此，为了减小触头的电磨损，必须减小触头的机械振动。触头的熔焊一、熔焊的概念触头的熔焊主要发生在触头闭合有载电路的过程中和触头处于闭合状态时。在触头闭合过程中，触头的机械振动使触头间断续产生电弧，在电弧高温的作用下，使触头表面金属熔化，当触头最终闭合时，这些熔化金属可能凝结而引起熔接，使动、静触头熔焊在一起不能打开。在触头处于闭合状态时，若通过过大的电流，会使触头接触处温度升高，如果达到了熔化温度，两触头接触处的材料便熔化并结合在一起，使接触电阻迅速下降，其损耗和温度都下降，熔化的金属可能凝结而引起熔接。这种由热效应而引起的触头熔接，称为触头的“熔焊”。还有一种触头熔接现象，产生于常温状态，通常称为“冷焊”。“冷焊”常常发在用贵金属材料(如金与金合金等)制成的小型继电器触点中。其原因为贵金属表面不易形成氧化膜，纯净的金属接触面在触头压力作用下，由于金属原子间化学亲和力的作用，使两个触头表面结合在一起，产生“冷焊”现象。由“冷焊”产生的触头间粘接力很小，但是在小型高灵敏继电器中，由于使触头分开的力也很小(一般小于9.8×10－2N)，不能把冷焊粘接在一起的触点弹开，常常出现触头粘住不释放的现象。触头的振动一、产生振动的原因因有触头弹簧触头会产生类似的弹跳，称为触头的机械振动。在此过程中，Rj会周期性增大，分离时有电弧，使触头烧损和熔焊，从而影响触头工作。触头在闭合过程中，触头间的碰撞、触头间的电动斥力和衔铁与铁心的碰撞都可能引起触头的机械振动。电器触头的三种结构：第1类在动触头边装弹簧，静触头为刚性连接；第2类在静触头边装弹簧，动触头为刚性连接；第3类在动、静触头边都装有弹簧。当触头闭合时，电器传动机构的力直接作用在动触头支架上，使得质量为m的动触头以速度v1向静触头运动，在动、静触头相撞时动触头具有一定的动能，如图所示。触头振动过程示意图

（a）触头碰撞开始瞬间；（b）触头碰撞后瞬间；（c）触头振动变化过程。

1－静触头；2－动触头；3－触头弹簧；4－动触头支架；

xSD－塑性和弹性变形量；xD－弹性变形量；xm－最大振幅。触头发生碰撞后，触头表面将产生弹性变形，此时，一部分能量消耗在碰撞过程中(因为触头不是绝对弹性体)，而大部分能量转变为触头表面材料的变形势能。当触头表面达到最大变形xSD时，变形势能达到最大，而动触头的动能降为零，于是动触头停止向前运动。触头振动过程示意图

（a）触头碰撞开始瞬间；（b）触头碰撞后瞬间；（c）触头振动变化过程。

1－静触头；2－动触头；3－触头弹簧；4－动触头支架；

xSD－塑性和弹性变形量；xD－弹性变形量；xm－最大振幅。

紧接着触头的弹性变形开始恢复，将势能释放，由于静触头固定不动，动触头应会受到反力作用，以初速度V2弹回，甚至离开静触头，并把触头弹簧压缩，将动能储存在弹簧中，在触头弹簧的作用下，动触头反跳的速度逐渐减小。与此同时，传动机构继续推动触头支架将弹簧进一步压缩。当动触头反跳的速度降为零时，反跳距离达到最大值xm。随后，动触头在弹簧张力的作用下又开始向静触头运动，触头间发生第二次碰撞和反跳。触头振动过程示意图

（a）触头碰撞开始瞬间；（b）触头碰撞后瞬间；（c）触头振动变化过程。

1－静触头；2－动触头；3－触头弹簧；4－动触头支架；

xSD－塑性和弹性变形量；xD－弹性变形量；xm－最大振幅。

由于触头第一次碰撞和反跳都要消耗掉一部分能量，同时，在碰撞和反跳的过程中，传动机构使触头弹簧进一步压缩，因而动触头的振动时间和振幅一次比一次要小，直至振动停止，触头完全闭合。触头振动过程示意图

（a）触头碰撞开始瞬间；（b）触头碰撞后瞬间；（c）触头振动变化过程。

1－静触头；2－动触头；3－触头弹簧；4－动触头支架；

xSD－塑性和弹性变形量；xD－弹性变形量；xm－最大振幅。

另外，在触头带电接通时，由于实际接触的只有几个点，在接触点处便产生电流线的密集或弯曲，如图所示。畸变的电流线和通过反向电流的平行导体一样，相互作用产生斥力，使触头趋于分离，该电动力称为收缩电动力。收缩电动力也能引起触头间的振动，特别是在闭合大的工作电流或短路电流时，电动斥力的作用更为显著。接触点电流线密集情况示意图

提高触头的使用寿命，必须减小触头的振动。减小触头振动有几种方法：1．使触头具有一定的初压力。增大初压力可减小触头反跳时的振幅和振动时间。但初压力增大是有限的，如果初压力超过了传动机构的作用力(例如电磁机构的吸力)，则不仅触头反跳的距离增加，而且触头也不能可靠地闭合，反而造成触头磨损增加。2．降低动触头的闭合速度，以减小碰撞动能。由实验可知，减小触头闭合瞬间的速度可减小触头振动的振幅。这要求吸力特性和反力特性良好配合。需要指出的是，当触头回路电压高于300V时，若闭合速度过小，则在动、静触头靠近时，触头间隙会击穿形成电弧，反而会引起电磨损的增加。3．减小动触头的质量，以减小碰撞动能，从而减小触头的振幅。但是，在减小触头质量时，必须考虑触头的机械强度，散热面积等问题。4．对于电磁式电器，减小衔铁和静铁心碰撞时引起的磁系统的振动，以减小触头的二次振动。二、减小振动的方法触头的基础知识一、对触头的要求根据触头的工作情况，为了保证电器可靠工作和有足够的寿命，对触头有如下要求：1、工作可靠，接触电阻要小；2、有足够的机械强度；3、长期通过额定电流时，温升不超过规定值；4、通过短路电流时，有足够的电动稳定性与热稳定性；5、有足够抵抗外界腐蚀(如氧化、化学气体腐蚀)的能力；6、寿命长。此外，还要求触头所用的材料要少，重量轻，价格便宜，便于制造和维修。这是因为触头表面不管加工怎样平整，从微观上看仍然是凹凸不平的，如右图所示。由于接触面积远小于触头表面积，电流线在接触点处产生收缩，由此而引起触头间的电动斥力。触头可按以下方法分类：1．按触头工作情况可分为有载开闭和无载开闭两种。前者在触头开断或闭合过程中，允许触头中有电流通过；后者在触头开断或闭合过程中，不允许触头中有电流通过，而在闭合后才允许触头中通过电流，如转换开关等。无载开闭触头，由于触头开断时无载，故无电弧产生，对触头的工作十分有利。2．按开断点数目可分为单断点式和双断点式触头。3．按触头正常工作位置可分为常开触头和常闭触头。4．按结构和形状可分为指形触头和桥式触头等。5．按触头相互运动状态可分为滑动式和滚动式两种。后者比前者的机械磨损小，传动力也大为减小。6．按触头的接触方式可分为面接触、线接触和点接触三种。二、触头的分类触头接触面形式分为点接触、线接触和面接触三种，如图所示。触头对电路电流的接通，是通过其接触面来实现的，所以接触面形式对触头的工作性能起着重要的作用。在设计电器时对触头接触面形式应有合理的选择。三、触头接触面形式的选择触头的接触式

（a）点接触；（b）线接触；（c）面接触。对于点、线、面三种接触形式，它们各自的特点和适用场合如下：1．点接触点接触触头是指两个导体只在一点或者很小的面积上发生接触的触头(如球面对球面，球面对平面)。触头间是“点”与“点”的接触。在同样的触头压力下，它的单位压力大，因此，可得到较小的接触电阻。但其散热条件差，用于大电流是不合适的。同时，点接触的机械强度较弱，只适用于开断负荷小的触头。如多用于10A以下的继电器，以及，接触器和自动开关的联锁触头等，一般控制电路的触头都采用点接触形式。由于接触面积小，保证其工作可靠性所需的接触互压力也较小。三、触头的特点及使用场合三、触头的特点及使用场合2．面接触面接触是指两个导体有着较广的表面发生接触(如平面对平面)。其接触面积和触头压力均较大。由于其触头在开闭过程中接触面间无相对滑移，不能清除氧化膜等高电阻物质，所以在此种触头面上需嵌上贵重的银片。而且面接触的接触电阻很不稳定，当外界对接触面稍有一些破坏或者装配不当，都会使接触电阻大大增加。所以此种形式应用较少，仅用于大电流，接触压力大的场合，如固定母线接触、大容量的接触器和断路器的主触头。闸刀开关常采用面接触的形式。三、触头的特点及使用场合3．线接触线接触是指两个导体沿着线或较窄的面积发生的接触(如圆柱对圆柱、圆柱对平面)。在同一压力条件下，线接触的接触电阻比前两种较低。其原因是触头的压力强度和实际接触面得到了适当配合。面接触的接触点虽较多，但压力强度小，点接触的压力强度虽高，但接触点少，因此它们的接触电阻都比线接触情况大。线接触容易做到触头间有滑动和滚动，从而使触头的工作条件得到改善；线接触触头的制造、调整、装配均比较方便，因而得到广泛的采用。常用于几十安至几百安电流的中等容量的电器，如接触器、自动开关及高压开关电器的主触头。触头实现电联接，一般采用触头弹簧压紧，压力较小，并考虑到装配检修的方便和工作可靠，多采用点接触或线接触的形式。在近代高压断路器和低压自动开关中，有的采用多个线接触和点接触并联使用，以减小接触电阻，使得工作可靠，制造检修方便。四、触头的超程触头的超程是指触头对完全闭合后，如果将静触头移开，动触头在触头弹簧的作用下继续前移的距离r，如图所示。触头超程是用来保证在触头允许磨损的范围内仍能可靠地接触。一般在计算时选取超程r=(0.6